基于改进物元可拓模型的贵州草海湿地生态安全评价分析

贵州咸宁草海湿地是在碳酸盐形成的喀斯特盆地上积水发育而成的独特高原湿地( 李宁云等2007)，是贵州省最大的岩溶湖泊(向应海等，1986)，也是金沙江支流横江、乌江、北盘江及牛栏江的河源地带，生态区位十分重要，对其中下游流域生态安全具有重要影响。由于不合理的开发利用，周边建设用地不断扩张，导致植被遭到严重破坏，土流失加剧，湖盆淤塞加速，水域面积呈逐渐缩小，土壤、水质受到不同程度污染，生态功能衰退等一系统问题，生态系统健康受到重大威胁(减淑英等，2004)。目前国内外多众多学者围绕湿地开展大量有益探讨，取得众多的研究成果，主要集中于湿地景观格局变化研究、湿地生态脆弱性研究、湿地生态功能和价值评价(江波等，2011)、湿地环境影响评价和湿地生态安全评价(朱卫红等，2014)，以及湿地的生态恢复与治理(肖协文等，2012)等方面。

本文以贵州草海自然保护区为研究对象，根据压力-状态-响应-模型(PSR模型)，筛选出20个指标，构建草海湿地生态安全评价指标体系，利用改进物元可拓模型，构造标准物元矩阵和节域物元矩阵，结合权变系数法确定指标权重，计算研究生态安全状况与安全等级的关联度，根据关联度大小判断生态安全状况隶属级别，对贵州草海湿地生态安全状况进行评价，并将结果划分为安全、较安全、预警、脆弱、危险五个级别，以期为草海湿地保护和科学管理提供科学依据。改进的物元可拓模型能有效解决评价指标实测值超出节域的问题，克服传统物元可拓模型的局限性，使评价结果更准确。

1.研究区概况

贵州草海湿地位于的东径26049-26053北纬104012-104018地处贵州西部威宁县城西南侧，总面积为120 km2，其中湖盆面积45 km2，集雨面积约束380 km2。草海湿地1985年被列为省级重点自然保护区，是珍稀动物(如黑颈鹤)的重要栖息地，1992年被批准为国家级自然保护区。草海自然保护区由一级保护区(即核心36.5 km2 )，二级保护区(即除去核心区的其它自然保护区部分，包括农耕地，居民住宅区等38.5 km2 )，三级保护区(即自然保护区的外围保护带，约45 km2的林地，荒山为主的地带，是保护草海，进行绿化和生态建设的重点区域组成。草海地形呈环形分布，海拔位于侧面2300-2 900 m之间，是贵州省海拔最高、面积最大的湖泊。属于亚热带半湿润气候。

草海湿地是省内面积最大的县，也是省内最贫困的县之一。草海自然保护区所在草海镇辖5个办事处理4个村80余个村民组，农户达5700余户2. 4万人，而主要依靠耕作湖区内土地和捕捞草海水产为生计的1. 7万余人。草海的水源补给无固定的河溪注入，主要依靠大气降水。在草海保护区内大约有1. 9万农民，80%极端贫困(周国富，2001) 。

2研究方法

2. 1数据资料

数据主要来源于《2012年贵州统计年鉴》、《2012年中国区域经济统计年鉴》、《12年中国环境统计年鉴》、《12年威宁彝族回族苗族自治县年鉴》，由于受数据收集的限制，部分数据用草海镇、威宁县或贵州省数据替代。

2. 2改进物元可拓模型

物元可拓法的基本原理是根据物元可拓分析理论，将评价指标体系及其特征值作为物元，通过评价级别和实测数据，得到经典域、节域和关联度，从而建立定量综合评价方法。改进的物元可拓模型能有效解决评价指标实测值超出节域的问题，克服传统物元可拓模型的局限性，使评价结果更准确(刘少军等，2012)。

3湿地生态安全评价指标体系的构建

压力-状态-响应模型是目前应用最为广泛的指标体系构建框架，压力包括生态系统面临的自然压力和人类压力，压力是指人类活动对生态系统施加的压力;状态指在外界干扰作用下，生态系统所处的状况;响应则指人类面对不良生态状况所采取的对策措施。本文根据压力袱态门向应模型(PSR模型)，结合草海自然保持区区域特征及资料收集情况，筛选出人口自然增长率、人口密度、GDP增长率等20个指标，构建生态安全评价指标体系。

4结果分析

4. 1湿地生态安全影响因子分析

植被覆盖率(0. 063 )、水土流失面积比(0. 060 )、废水排放达标率(0. 05 8 )、物种多样性(0. 058 )、人口自然增长率(0. 057 )及化肥平均使用量(0. 056)等指标权重均大于0. 055，表明其对草海湿地生态安全具有重要影响。植被覆盖率直接影响水土流失强度，植被覆盖率低，则水土流失程度大，草海湿地淤塞加剧，进而对生态安全产生重要影响。物种多样性，是表征湿地生态安全重要指标之一，目前草海生态安全面临着空心莲子草的入侵的重要威肋、，严重影响湖区域内土著植物的生存及物种多样性，破坏草海湿地生态系统及整个生态环境(李安定等，2013)。

5结论

本文基于PSR模型，从自然和社会经济方面筛选出20个评价指标，构建草海湿地生态安全评价指标体系，利用改进的物元可拓模型对贵州草海湿地生态安全状况进行研究，经计算，植被覆盖率、水土流失面积比、工业废水排放达标率、物种多样性、人口自然增长率及平均单位耕地化肥使用量等指标对草海湿地生态安全具有重要影响，其权重均大于0. 055 ; 2012年草海生态安全特征值为3. 38，表明其生态安全状况位预警级与脆弱级之间，更接近预警级，评价结果基本符合实际情况。但由于受数据收集的限制，未能进行长时间序列草海生态安全评价。